69. Окислительно-восстановительный режим почвы

Поступающие На поверхность почвы дождевые осадки приносят значительные Количества растворенного кислорода. Кислород поступает и в процессе газообмена. Верхние слои почвы богаты жизнью, что приводит к потреблению значительных количеств кислорода, поэтому Просачивающиеся через эти горизонты растворы обедняются кис­лородом. На известной глубине просачивающийся раствор и проникающий воздух настолько обедняются кислородом, что теряют окисляющую способность. Эту глубину предложено называть окислительно-восстановительной границей. Выше ее преобладают процессы окисления, ниже - восстановления.

70. Регулирование окислительно-восстановительного режима почв

Практически все сельскохозяйственные культуры, включая плодовые, отрицательно реагируют на возникновение в почвах устойчивой восстановительной обстановки. В некоторых случаях даже кратковременный анаэробиозис может привести к неблагоприятным последствиям для растений вследствие образования токсичных веществ, ухудшения физико-химических свойств, изменения в неблагоприятную сторону питательного, водно-воздушного и микробиологического режимов. Причем такие последствия восстановительных условий, как накопление аморфных форм полуторных оксидов и водорастворимого алюминия, повышенная подвижность органических соединений могут сохраняться в дальнейшем при нормальной аэрации почв. Нежелательны и слишком высокие значения ОВП почв, так как при этом усиливаются процессы минерализации гумуса и снижается подвижность некоторых элементов минерального питания растений. Поэтому, создавая в почве оптимальные условия для произрастания сельскохозяйственных культур, следует направленно регулировать окислительно-восстановительные процессы. Однако до настоящего времени практически не разработаны оптимальные диапазоны Еh для отдельных групп культур, возделываемых на почвах разных типов, а также приемы достижения и поддержания в почвах этих оптимальных уровней. В то же время принципиальные приемы и способы регулирования ОВП хорошо известны, К ним относят комплекс агротехнических мероприятий, направленных на регулирование водно-воздушного режима, орошение, осушение, мульчирование поверхности, применение веществ, стимулирующих или ингибирующих развитие микроорганизмов, использование химических соединений, реагирующих как окислители или восстановители. Если для переувлажненных почв главная задача — усиление окислительных процессов, то для многих почв степной и сухостепной зон в большой мере стоит проблема снижения ОВП для оптимизации процессов гумусообразования и мобилизации некоторых питательных элементов. В почвах гумидных ландшафтов негативная роль окислительно-восстановительного режима проявляется через накопление закисных соединений железа и марганца, оказывающих токсичное действие на растения и микрофлору. Отрицательное влияние этих соединений можно ослабить и без существенного изменения ОВП путем перевода восстановленных компонентов в труднорастворимые соединения.

Благодаря зависимости, существующей между рН и ОВП, регулирование ОВП возможно в результате изменения реакции почвенного раствора путем известкования кислых и гипсования или кислования щелочных почв.

Система мер по оптимизации окислительно-восстановительного режима включает агротехнические мероприятия по борьбе с поверхностным переувлажнением приемы, улучшающие структурное состояние и физические свойства почв, планировку поверхности, т. е. весь комплекс мероприятий по регулированию водно-воздушного режима почв.

Радикальное средство изменения окислительно-восстановительного режима почв гидротехнические мелиорации, направленные на удаление избытка или восполнение дефицита влаги. При этом решающее значение имеет установление оптимальной нормы осушения или полива с целью недопущения чрезмерной активизации аэробных процессов.

Регулировать окислительно-восстановительные процессы в почвах можно с помощью химических реагентов. В случае переувлажненных почв используют высокоокисленные соединения (пероксид натрия, пероксид водорода, сульфат железа и др.), выделяющие при восстановлении свободный кислород. Однако на практике этот прием применяют редко. Повышение его эффективности возможно при использовании новых веществ с более высокой окислительной емкостью. Большого эффекта от применения химических соединений достигают при внесении их с целью ингибирования токсичных веществ, образующихся в восстановительных условиях. Например, восстановлению сульфатов и образованию сероводорода препятствует внесение в почву диоксида марганца, сульфата цинка и других соединений.

71.

Эрозия почвы^[1] — разрушение и снос верхних наиболее плодородных горизонтов почвы в результате действия воды и ветра. В ветровой эрозии (дефляции) различают пыльные бури (черные бури) и повседневную (местную) ветровую эрозию. Во время пыльных бурь ветры достигают больших скоростей и охватывают огромные территории. На отдельных участках за один-два дня сносится верхний горизонт почвы мощностью до 25 см, уничтожаются посевы на огромных площадях.

Повседневная, или местная, ветровая эрозия почв носит локальный характер и охватывает небольшие площади. Наиболее часто она проявляется на песках и площадях с легкими почвами, а также на карбонатных суглинистых почвах. Местная ветровая эрозия проявляется и зимой, когда сильные ветры сдувают снег. В этом случае почва на оголенных участках, прежде всего на выпуклых склонах, быстро теряет влагу и разрушается воздушными потоками.

Водную эрозию почвы подразделяют на смыв почв (плоскостная эрозия) и овражную (линейную). Микрорельеф почвы не бывает идеально ровным. В связи с этим поверхностный сток атмосферных вод осуществляется струйками и ручейками различной величины. Концентрированные потоки талой, ливневой и дождевой воды создают промоины и водоройны, чаще небольших размеров. За год поле теряет из верхнего горизонта б-12 т/га материала, а в отдельных случаях, при сильных ливнях, с гектара смывается до 200 т наиболее плодородной почвы. При этом почвы на поле, покрытом растительностью, смываются в меньшей степени, чем обнаженном.

Таким образом, с распаханных площадей, расположенных на склонах, вследствие неурегулированного поверхностного стока наблюдается удаление плодородного слоя почвы. Этот малозаметный, но наиболее опасный и вредный процесс носит название смыв почв (плоскостная эрозия). На крутых и длинных склонах сток может привести к образованию крупных струйчатых и ручейковых размывов, с которыми уже нельзя бороться обычной обработкой почвы. Это так называемый струйчатый смыв почв. В этом случае образовавшиеся размывы необходимо специально заравнивать, так как в противном случае они в дальнейшем перерастут в овраги.

72. дефляция-Это разрушающее действие ветра: развевание песков, лесов, вспаханных почв; возникновение пыльных бурь; шлифовка скал, камней, строений и механизмов твердыми частицами, переносимыми силой ветра. Ветровая эрозия подразделяется на два типа:

• Повседневная

• Пыльные бури

Начало пыльной бури связано с определенными скоростями ветра, однако из-за того, что летящие частицы вызывают цепную реакцию отрыва новых частиц, окончание её происходит при скоростях существенно меньших.

Наиболее сильные бури имели место в США в 1930-е годы («Пыльный котёл») и в СССР в 1960-е годы, после освоения целины. Чаще всего пыльные бури связаны с нерациональной хозяйственной деятельностью человека, а именно — массированной распашкой земель без проведения почвозащитных мероприятий.

Выделяют и специфические дефляционные формы рельефа, так называемые «котловины выдувания»: отрицательные формы, вытянутые по направлению господствующих ветров.

73. Эрозионные процессы зависят от факторов, вызывающих эрозию. Характер эрозионного процесса определяется глубиной базиса эрозии (разность высот между высшими точками, с которых происходит сток воды, и горизонтальной поверхностью, на уровне или ниже которой не происходит размыв почвы стекающими водами). Местная глубина базиса эрозии превышение высоты водораздельных элементов рельефа над уровнем реки, долины или дна балки. Чем глубже местный базис, тем разрушительнее водная эрозия. Ветровая эрозия в сильной степени проявляется черными бурями, охватывающими часто огромные пространства. Эрозионным процессам подвержены почвы во многих странах: Китае, США, Канаде, Индии, Италии, СНГ, Австралии и др. В результате Э. п. происходит снижение плодородия почвы или полное его уничтожение. Вследствие Э. п. на земном шаре выбыли из с.-х. оборота св. 50 млн. га пахотных земель. Ежегодно Э. п. переносится с поверхности водой и ветром св. 3 млрд. т почвы (в 3 раза больше, чем восстанавливается естеств. путем) и становятся непригодными для земледелия более 200 тыс. га обрабатываемых земель. Наукой и практикой доказано, что легче предупредить Э. п., чем бороться с ее последствиями. В СНГ борьба с Э. п. одна из важнейших государственных задач в системе мер, принимаемых партией и правительством в целях дальнейшего развития сельско-хозяйственного производства. Эрозионные процессы на виноградниках чаще всего развиваются на склонах. Для различных виноградарских зон СНГ разработаны научно обоснованные мероприятия борьбы с Э. п.

74. Водную эрозию подразделяют на плоскостную и линейную.

 Плоскостная эрозия представляет собой смыв верхних

горизонтов почв на склонах при стекании талых и дождевых

вод, образующих при движении сеть мелких струйчатых

промоин и рытвин. Такая эрозия малозаметна, но имеет

катастрофический характер из-за масштабности

проявления.

 Линейная эрозия — размыв почвы в глубину с

образованием рытвин и глубоких промоин, перерастающих

в овраги. Они приводят к полному уничтожению почв.

 Ирригационная эрозия — разновидность водной эрозии.

При ирригационной эрозии происходит смыв и размыв почв

оросительной водой. По темпам развития эрозионных процессов различают

нормальную (геологическую) и ускоренную (антропогенную)

эрозию. Нормальная эрозия протекает под естественной

растительностью под влиянием геологических и других

природных причин, когда потери почв не превышают темпа

почвообразования, то есть потери восстанавливаются при

почвообразовательном процессе. Такая эрозия практически

не вредна. Ее иначе называют допустимой нормой эрозии.

 Ускоренная эрозия связана с хозяйственной деятельностью

человека. Она проявляется при уничтожении естественной

растительности и распахивании почв при крутизне склонов

75.  Плоскостная эрозия представляет собой смыв верхних

горизонтов почв на склонах при стекании талых и дождевых

вод, образующих при движении сеть мелких струйчатых

промоин и рытвин. Такая эрозия малозаметна, но имеет

катастрофический характер из-за масштабности

проявления.

 Линейная эрозия — размыв почвы в глубину с

образованием рытвин и глубоких промоин, перерастающих

в овраги. Они приводят к полному уничтожению почв.

76. Нормальная эрозия протекает под естественной растительностью под влиянием геологических и других природных причин, когда потери почв не превышают темпапочвообразования, то есть потери восстанавливаются при почвообразовательном процессе. Такая эрозия практически не вредна. Ее иначе называют допустимой нормой эрозии.

77. Ускоренная эрозия связана с хозяйственной деятельностью человека. Она проявляется при уничтожении естественной растительности и распахивании почв при крутизне склонов > 2°.

78. Водная эрозия от стока талых и дождевых вод при определенном сочетании условий проявляется на склонах более 1⁰ и даже при уклоне 0,3-0,5⁰.

Степень развития водной эрозии определяется природными и антропогенными факторами. К их числу относятся климат, рельеф, растительный покров, гранулометрический состав.

Климат. Из климатических особенностей наибольшее значение для проявления эрозии имеют осадки и характер их выпадения. При выпадении одного и того же количества осадков за более короткое время эрозия возрастает.

Рельеф местности – один из важнейших факторов развития водной эрозии. От особенностей рельефа во многом зависит размер и скорость поверхностного стока и, следовательно, скорость разрушения и сноса почвы. Важнейшими характеристиками рельефа от которых зависит эрозия почвы, является крутизна, длина, форма и экспозиция склонов.

Растительный покров уменьшает или полностью предупреждает развитие эрозии. Сельскохозяйственные культуры по разному защищают почву от ливней. Наименьшую почвозащитную эффективность имеют пропашные культуры, затем идут горох, ячмень, овес. Пшеница и рожь лучше защищают почву от эрозии, чем ячмень и овес, значительно более мощным почвозащитным воздействием, чем зерновые, характеризуются посевы трав.

Гранулометрический состав почвы оказывает существенное влияние на устойчивость ее к эрозии. С увеличением размеров частиц почвы ее противоэрозионная устойчивость обычно падает. В большой степени поддаются смыву суглинистые и глинистые бесструктурные почвы. Они плохо пропускают воду, легко заплывают, образуя корку. С таких почв стекает до 70% дождевой и до 90…100% талой воды. Песчаные и супесчаные почвы, имея более высокую водопроницаемость, в меньшей степени подвержены эрозии.

Ветровая эрозия (дефляция) – выдувание почвы, снос и отложение продуктов ее разрушения. Возникновение ветровой эрозии связано с действием воздушных потоков на частицы почвы, которые приходят в движение. Она происходит в том случае, когда скорость ветра достигает значения, при котором его разрушительная сила превышает силу противодефляционной устойчивости почвы. Наиболее легко по поверхности перемещаются почвенные агрегаты размером 0,1…0,5 мм в диаметре.

Факторы ветровой эрозии – климат, рельеф местности, растительность, свойства почв.

Из климатических факторов ветровая эрозия тесно связана с количеством осадков и температурой. С ростом засушливости климата и уменьшением влажности дефляция почв возрастает.

Рельеф. В отличие от водной эрозии ветровая эрозия наблюдается как на склонах, так и на совершенно выровненных участках. Ветер разносит продукты эрозии в различном направлении и даже вверх по склону. Однако в первую очередь ветровой эрозии подвергаются выпуклые участки поверхности и ветроударные склоны.

Растительность является самым мощным фактором, противодействующим ветровой эрозии. На почвах, покрытых целинной растительностью, ветровая эрозия практически отсутствует.

Ветровой эрозии на торфяных почвах чаще всего подвергаются поля пропашных культур, в меньшей степени яровых зерновых, еще меньше озимых. Многолетние травы надежно защищают почву от ветровой эрозии.

Почва. Существенное воздействие на возникновение и развитие ветровой эрозии оказывает гранулометрический состав почвы. В естественном состоянии выдуванию подвергаются почвы, легкие по гранулометрическому составу – пески и супеси. Тяжелые почвы выдуваются только после разрыхления распашкой.

Легко поддаются выдуванию торфяные почвы. Пороговая скорость ветра сильно зависит от структуры почвы. Чем лучше почвенная структура, тем больше почва содержит зернистых и мелкокомковатых отдельностей и меньше пылеватых, тогда как в бесструктурной почве преобладают пылеватые частицы.

79. Борьба с водной эрозией включает целый комплекс

противоэрозионных мероприятий: организационно-

хозяйственных, агротехнических, лесомелиоративных и

гидротехнических с учетом зональных условий увлажнения,

рельефа, степени проявления эрозии.

 Организационно-хозяйственные мероприятия

предусматривают прежде всего рациональное

землеустройство территории, при котором разрабатывают

планы противоэрозионных мер и их реализации. Агротехнические мероприятия включают

противоэрозионную обработку почв (обработка поперек

склонов, бороздование, обвалование, лункование зяби и

паров, вспашка с почвоуглублением, щелевание,

кротование, устройство ливневых борозд, заравнивание

промоин и рытвин), снегозадержание, регулирование

снеготаяния, применение различных видов удобрений,

регулирование выпаса скота. Особое внимание уделяют

посевам почвозащитных культур, севооборотам,

насыщенным многолетними травами, и буферным полосам,

состоящим из однолетних и многолетних растений.

Наибольшей почвозащитной эффективностью обладают

посевы многолетних трав. Лесомелиоративные мероприятия в основном

направлены на создание полезащитных,

водорегулирующих лесных и кустарниковых

полос, закладываемых поперек склонов, лесных

насаждений (приовражных, прибалочных и на

склонах балок и оврагов).

 В задачу гидротехнических мероприятий входят

задержание и регулирование поверхностного

склонового стока с помощью разичных

гидротехнических сооружений: террас различного

типа, валов, водоотводных каналов на склонах

для перехвата и отвода стока талых и ливневых

вод, вершинных водотоков.

80. Факторы, вызывающие дефляцию, —

засушливость климата и наличие сильных ветров,

обезлесенность территории, отсутствие

противодефляционных мероприятий на почвах,

неустойчивых к ветровой эрозии. Дефляционная

податливость почв обусловлена распыленностью

и бесструктурностью пахотного слоя.

81. Большое значение уделяют системе агротехнических и

лесомелиоративных мероприятий. Так, вспашку почв и

посев проводят лишь в направлении, перпендикулярном

господствующим ветрам. Обработка почв должна быть

безотвальной, плоскорезной, в этом случае стерня и

пожнивные остатки, оставленные на поверхности при

обработке, уменьшают силу ветра, способствуют

накоплению влаги.

 При борьбе с дефляцией эффективны сплошное или

полосное оставление стерни на высоком срезе,

специальные посевы высокостебельных культур

(подсолнечник, кукуруза), создание шероховатой

поверхности пашни при обработке и посеве, сохранение

послеуборочных остатков. На дефлированных участках вводят

почвозащитные севообороты,

насыщенные многолетними травами и без

пропашных, или же отводят их под

залужение и лесные насаждения.

 Защитное лесоразведение включает

проектирование и создание системы

полезащитных лесных насаждений.

 На выгонах и пастбищах необходимо

строго регулировать выпас скота.

82. Значение почвы как основного средства

сельскохозяйственного производства

определяется ее основным свойством —

плодородием.

 Под плодородием понимают способность

почвы удовлетворять потребность

растений в элементах питания, воде,

воздухе и тепле для нормального роста и

развития.Cвойства, опреде

83. Виды плодородия

 Различают: естественное (природное), искусственное,

эффективное (экономическое), потенциальное.

 Естественное плодородие формируется в результате протекания

природного почвообразовательного процесса, не осложненного

вмешательством человека. Оно характерно для целинных почв и

определяется биологической продуктивностью, то есть

количеством растительной массы, создаваемой за год на единицу

площади.

 Искусственное плодородие создается в результате обработки,

применения удобрений, мелиорации и других приемов по

окультуриванию почв. Однако окультуренная почва наряду с

искусственным всегда обладает и естественным плодородием,

обусловленным природными свойствами почвы. Чем выше

культура земледелия, тем больше изменились первоначальные

качества почв и тем сильнее выражено в ней искусственное

плодородие. Однако определить, какая часть плодородия

окультуренной почвы относится к ее естественному плодородию, а

какая к искусственному, невозможно. Эти два вида плодородия

неразрывно связаны между собой. Потенциальное плодородие характеризует потенциальные

возможности почвы, обусловленные совокупностью ее

свойств и режимов (как приобретенных в процессе

почвообразования, так и созданных человеком), при

благоприятных условиях длительное время обеспечивать

растения всеми необходимыми факторами жизни.

 Так, высоким потенциальным плодородием обладают

черноземные почвы, низким — подзолистые.

 Эффективное (экономическое) плодородие совместно

формируют естественное и искусственное плодородие. Оно

измеряется урожайностью культур. Эффективное

плодородие — это лишь результат реализации

потенциального плодородия. Урожайность зависит не

столько от уровня потенциального плодородия, сколько от

технологии возделывания, экологической группы растений,

погодных условий и организационных факторов.

84 Cвойства, определяющие уровень плодородия почвы:

 1. Химический состав и физико-химические свойства:

высокое содержание гумуса и доступных для растений форм

азота, фосфора, калия и других питательных элементов,

наличие микроэлементов, близкая к нейтральной реакция

среды, насыщенность ППК преимущественно кальцием,

низкое содержание поглощенного водорода, отсутствие

поглощенного натрия и избытка легкорастворимых солей.

 2. Физические свойства: агрономически ценная водопрочная

зернистая или комковатая структура, высокая пористость,

обеспечивающая аэрацию, хорошая впитывающая и

водоудерживающая способность и др.

 3. Благоприятный гидротермический режим,

обеспечивающий теплом и влагой оптимальное развитие

растений в течение всего вегетационного периода.

 4. Биологические свойства: высокий уровень

микробиологической активности различных групп

микроорганизмов, обусловливающих процессы гумификации

и мобилизации элементов питания растений в доступной для

них форме.